Способ выплавки стали

 

Использование: в черной металлургии, в частности в кислородно-конвертерных способах выплавки стали. Сущность изобретения: в конвертер заливают чугун, заваливают металлоломом, продувают кислородом, вводят шлакообразующие. При этом металлолом заваливают двумя порциями, в промежутке между вводом которых чугун продувают кислородом и расплавляют первую порцию металлолома, масса которой равна 168-212 кг, на 1 т чугуна.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к конвертерным способам выплавки стали.

Известно техническое решение в соответствии с [1], характеризующееся тем, что стальной лом переплавляют в чугун, погружая его в ванну расплава, оставленного в конце плавки в конвертере, при соотношении лом/чугун 0,167 т/т.

Однако таким образом невозможно эффективно получать из металлолома сталь.

Известно также изобретение в соответствии с [2], принятое в качестве прототипа, характеризующееся тем, что в конвертер заливают чугун, заваливают лом, продувают металл кислородом с переменным его расходом. Этому способу присущ значительный угар металла и низкое его качество.

Целью изобретения является повышение выхода годного и качества металла.

Цель достигается тем, что в способе, включающем заливку чугуна, завалку стального металлолома, продувку ванны кислородом, ввод шлакообразующих, выпуск стали и шлака, металлолом загружают двумя порциями, из которых первую, равную 168-212 кг/т чугуна, расплавляют продувкой ванны кислородом перед завалкой второй порции.

Способ осуществляют следующим образом.

В конвертер заливают расчетную массу чугуна и заваливают часть металлолома шихты из условия определенного теплового баланса ванны: чугун в такой системе не должен замерзать. Ввод лома частями позволяет сразу погружать его под уровень расплава. Затем ванну продувают кислородом и расплавляют I порцию металлолома, а также создают в расплаве запас тепла для эффективного нагрева II порции металлолома. После ее ввода температура частично обезуглероженного чугуна понижается, но в нем остается жидкая фаза. Далее осуществляют основную продувку ванны кислородом, окисляют оставшиеся примеси и доводят химсостав стали до заданного уровня. В течение всего процесса плавления в конвертер частями вводят шлакообразующие. Затем из конвертера выпускают сталь и скачивают шлак.

П р и м е р. В конвертер с садкой 250 т металлошихты заливают 188 т металлорасплава чугуна при 1340^оС, имеющего следующий химический состав, мас. %: углерод 4,2; кремний 0,75; марганец 0,6; фосфор 0,15; сера 0,05. Затем в него заваливают 29,3 т металлолома с плотностью 1000-1500 кг/м³ при 0^оС. При указанном соотношении масс расплава чугуна и металлолома последний полностью погружается под уровень ванны. Равновесная температура такой системы равна 1170^оС и поэтому чугун в результате остается жидким. Металл продувают 5 мин с интенсивностью 900-1450 м³/мин и поднимают температуру расплава до 1550^оС. В результате I порция металлолома расплавляется, а концентрация углерода в расплаве снижается до 1,55 мас.%.

Затем в конвертер вводят еще 33,3 т металлолома с температурой 0,0^оС, после чего температура металла в конвертере снижается до 1360^оС. Конвертер снова продувают кислородом в течение 5-7 мин с интенсивностью 900-1300 м³/мин и поднимают температуру ванны до 1620^оС. В течение процесса расплавления металлошихты в конвертер вводят 20 т извести. В итоге из установки выпускают 230 т стали и скачивают 26 т шлака.

Диапазон колебаний массы I порции металлолома обусловлен колебанием уровня температур чугуна, заливаемого в конвертер. В диапазоне температур 1300-1400^оС, встречающемся на практике, дозировка I порции равна 168-212 кг/т чугуна.

Возможна загрузка I порции металлолома и перед заливкой шлака.

Преимущества предложения обусловлены следующим.

1. В известных способах выплавки конвертерной стали чугун кратковременно замораживается на металлоломе и потому блокируется окисление его примесей. В этот момент повышение температуры в конвертере возможно только за счет угара металлолома и снижения выхода годного. В новой технологии этот недостаток отсутствует.

2. В начальный момент кислородной продувки факел окислителя изолирован от чугуна слоем металлолома, расплавление последнего в газовой среде также сопровождается значительным угаром железа, а также обогащением шлака FеО. В итоге тепло реакций образования оксидов железа достигает 5,1% и более приходной части теплового баланса конвертера, а угар железа по указанным причинам достигает 1,1-2,4%.

В соответствии с изобретением металлолом сразу погружается под уровень ванны и потому окисления в газовой фазе нет.

3. В соответствии с изобретением можно применять металлошихту со значительно большей долей легковеса без опасности холодного начала плавки.

4. Снижается расход ферросплавов как следствие меньшего содержания оксидов железа в шлаке.

5. Уменьшается пылеобразование вследствие снижения угара железа и более быстрого наведения шлака (из-за более высокого среднего уровня температур в конвертере).

6. Повышается стойкость футеровки из-за уменьшения диапазона колебания температур в конвертере.

Использование способа не требует капитальных вложений.

Формула изобретения

СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ, включающий заливку чугуна, завалку стального металлолома, продувку ванны кислородом, ввод шлакообразующих, выпуск стали и шлака, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода годного и качества металла, металлоломом загружают двумя порциями, при этом первую порцию в количестве 168 - 212 кг/т чугуна загружают перед продувкой ванны кислородом, а остальной лом заливают по ходу продувки после расплавления первой порции.